Protéine nef - Définition

Présentation structurale de la protéine

Nef est une petite protéine de 27 kDa dont la structure tridimensionnelle complète n’a pu être complètement résolue. Les premières expériences de cristallographies aux rayons X et les expériences de Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) ont permis de distinguer deux domaines structuraux différents. La première partie située en N-terminal (Nt), (environ 70 acides aminés) est non structurée et myristoylée en Nt. La deuxième partie constitue le cœur de la protéine, et a la structure tertiaire la plus complexe et la plus stable de la protéine. Elle a été étudiée grâce à la technique de cristallographie aux rayons X. Toutefois au sein de ce domaine structural, il existe une petite boucle non structurée de 30 acides aminés.
Parallèlement des expériences de mutagenèse dirigée contre les différentes parties de nef ont permis de localiser les sites d’interaction de Nef avec ses partenaires cellulaires. La majorité des sites se situent sur le "core" de la protéine, et des efforts plus poussés ont été menés pour déterminer la structure précise de cette partie de la protéine après clivage des deux parties non structurées. En 1997, l’équipe de C. Dumas réussi à cristalliser le core avec une résolution de 3Å. Cette structure a pu être obtenue en complexant Nef avec un domaine SH3, qui stabilise le core. L’avantage de cette résolution est la connaissance de Nef à une échelle atomique qui permet de proposer des modèles pour l’interaction de Nef avec ses différents partenaires.

Le Bras N-terminal: Aa 1-70

Possède un groupe myristoylique, formé des 22 premiers acides aminés, majoritairement chargés postivement, et qui sert d’ancre membranaire Cette partie semble moduler également la fixation des partenaires de Nef au niveaux du core, soit par liaison directe avec le partenaire, soit comme espaceur entre Nef et la membrane plasmique. Ensuite, on trouve un cluster d’acides aminés basique et une petite hélice α capable d’interactions hydrophobes. Ce domaine présente une grande variété de séquences au sein des différentes souches du VIH.

Le noyau (core)

Aa 71-147 + 179-204 : C’est la partie la plus conservée pour tous les allèles Nef, ce qui permet de supposer une homologie de structure importante entre les protéines Nef du VIH-1 et VIH-2.
Le noyau est la région la plus structurée de la protéine : elle est formée de 4 brins β antiparallèles entourés de 4 hélices α (2 longues hélices antiparallèles en position N-teminale – 2 courtes en position C terminales. De plus, le noyau possède une séquence riche en proline (type PxxPxxP entre les a.a 69 et 78) qui adopte une structure hélice gauche « polyproline». Toutes ces structures secondaires s’agencent de façon à former une poche hydrophobe au centre du core.

le nuage formé par les résidus hydrophobes au cœur du core. Ces interactions permettent de stabiliser la structure du core et de permettre la formation de poches hydrophobes qui seront des lieux privilégiés d’interaction avec les partenaires cellulaires.
L’hélice poly-proline (P69xxPxxPxxP78) est l’élément le plus important dans la liaison de haute affinité aux domaines SH3 des kinases cellulaires.
La spécificité d'interaction entre une kinase donnée et Nef semble être sensible à certains facteurs cellulaires, les affinités de liaison avec les domaines SH3 étant différentes in vitro et in vivo. Cependant, à ce jour, toutes les implications de cette interaction n’ont pas pu être élucidé.

Dans la partie Nt du core, le motif PxxPxxPxxP, permet à la protéine d’adopter un motif d’hélice poly-proline de type II. Cette hélice est le site préférentiel de liaison de Nef aux domaines SH3 des Kinases cellulaires.
Le core de Nef est également impliqué dans la liaison aux récepteurs membranaires de la cellule infectée, en particulier le récepteur CD4 qui a été le plus étudié, mais également avec le TCR et le récepteur du CMH. Cette liaison, comme nous le verrons plus loin permet l’endocytose des récepteurs et leurs dégradations.
Ces données structurales, bien qu’incomplètes, ont permis de proposer différents modèles pour expliquer comment cette structure particulière pouvait expliquer la diversité des fonctions de Nef.

Une boucle non structurée

Aa 148-178 est une boucle, qui sort du core et ne possède pas de structure tertiaire stable.
Elle n’est pas conservée en termes de séquence mais sa longueur est la même pour tous les allèles de Nef, ce qui suggère l’importance fonctionnelle d’un domaine de 30 acides aminés hors du noyau.
On retrouve différents motifs conservés, comme un motif basique Di-Leu (E/DxxxLL) qui interagit avec les systèmes d’endocytose cellulaires*, une séquence diacide (EE) et un autre motif acide (DXXX-E178).